測量作為施工時不可缺少的內容，經常是剛到工地的“新兵蛋子”上手第一個要學的東西。然而很多人只是盲目的跟著師傅身後，拿著個杆子在工地上到處跑。比起“咋幹”，先學習一下“為啥這麼幹”，在現場跑的時候更能起到事倍功半的效果。
一、水準測量
一、水準測量原理
A、B兩點間的高差為 hAB ＝ a－b
若水準測量前進方向是由A點測到B點，規定：
A點為後視點，A點尺上的讀數a 為後視讀數
B點為前視點，B點尺上的讀數b 為前視讀數
高差 ＝後視讀數－前視讀數
當a 大於b 時，hAB 值為正，B點高於A點；
當a 小於b 時，hAB 值為負，B點低於A點。
hAB表示由A點至B點的高差；
hBA表示由B點至A點的高差，
hAB ＝ － hBA
直接利用高差hAB計算B點高程的方法稱為高差法。
若已知A 點的高程HA，求未知點B 的高程HB
HB＝HA＋hAB
利用儀器視線高程Hi 計算B點高程的方法稱為視線高法。
Hi ＝ HA＋a
HB＝HA＋（a－b）＝Hi－b
若A、B兩點之間相距較遠或高差較大時
連續設站水準測量
轉點 起傳遞高程的作用
二、DS3微傾式水準儀
一）水準儀的分類
1．按精度劃分
分為DS05、DS1、DS3、DS10等四個等級，
“D”和“S”分別為“大地測量”和“水準儀”的漢語拼音第一個字母，
下標05、1、3、10表示儀器的精度等級，即“每千米往返測高差中數的中誤差（單位：mm）。”
DS05、DS1稱為精密水準儀，DS3、DS10稱為普通水準儀。
2．按結構劃分
光學水準儀；微傾式水準儀；自動安平水準儀；電子水準儀
望遠鏡、水準器和基座
主要由物鏡、目鏡、十字絲分劃板、調焦透鏡、調焦螺旋和鏡筒組成。
十字絲中心交點與物鏡光心的連線稱為望遠鏡的視準軸。
2．水準器
（1）圓水準器
球面中心刻有一個小圓圈，小圓圈的中心稱為圓水準器的零點。
通過零點的球面法線，稱為圓水準器軸。
當圓水準氣泡中心與零點重合時，即氣泡居中，說明圓水準器軸處於鉛垂位置。
圓水準器分劃值是指氣泡由零點向任意方向移動2 mm 時所對應的圓心角值。
DS3水準儀圓水準器分劃值一般為8′/2 mm 。
（2）管水準器
又稱水準管，縱向圓孤的中心O為管水準器的零點，
過O點的切線 LL 稱為水準管軸。
當水準管氣泡中心位於零點時，稱為氣泡居中，此時水準管軸處於水平位置。
水準管圓弧2 mm 所對的圓心角τ，稱為水準管分劃值。
DS3水準儀的水準管分劃值一般為20″/2mm。
△管水準器與符合稜鏡
管水準器的靈敏度比圓水準器高得多，因此，管水準器用於水準儀的精確整平，而圓水準器只能用於粗略整平。
3. 基座
基座的作用 支承儀器的上部並與三腳架相接。
基座的構成 主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板。
通過調節三個腳螺旋可使圓水準器氣泡居中，供粗略整平用
4. 腳架
腳架是用於支撐和安置水準儀的。
水準儀通過中心連接螺旋與腳架相連，並可根據需要調節腳架的高度。
三）水準尺和尺墊
1．水準尺
區格式木質雙面水準尺多用於三、四等水準測量，其長度為3m。
黑麵尺底為零，稱為基本分劃（或主尺）；
紅面尺底不為零，其中一根為4687mm，另一根為4787mm，稱為輔助分劃（或輔尺），
兩根尺構成一對。
2．尺墊
尺墊用在轉點處。
四）DS3水準儀的使用
水準儀的基本操作包括以下步驟：
1、安置儀器
2、粗平：
3.瞄準水淮尺
使水準尺影像位於十字絲豎絲附近
注意消除視差
4.精平
5.讀數
三、水準測量的外業施測
一）水準點
為了統一全國的高程系統和滿足各種測量的需要，測繪部門在各地埋設且用水準測量方法測定的高程控制點，稱為水準點，記為BM（Bench Mark）。
水準點是水準測量引測高程的依據。
水準點應設在土質堅實，便於保存和使用的地方，
二）水準路線佈設
1．單一水準路線
（1）閉合水準路線
如圖（a），從一個已知高程的水準點BMA出發，沿一條環形路線進行水準測量，依次測定若干個待定高程的水準點1、2、3、…，最後又回到水準點BMA，稱為閉合水準路線。
在普通水準測量中，路線長一般不超過8km。
2）附合水準路線
如圖（b），從一個已知高程的水準點BMA出發，沿一條路線進行水準測量，依次測定若干個待定高程的水準點1、2、3、…，最後附合到另一個已知高程的水準點BMB上，稱為附合水準路線。
在普通水準測量中，路線長一般不超過8km。
（3）支水準路線
如圖（c），從一個已知高程的水準點BMA出發，沿一條路線進行水準測量，依次測定若干個待定高程的水準點1、2、…，最後既不回到起始水準點，也不附合到另一個已知高程的水準點上，稱為支水準路線。
由於支水準路線缺乏檢核，故路線一般不超過4km。
通常要進行往返觀測，以加強檢核。
2．水準網
（1）附合水準網 如（a），從多個已知高程的水準點出發，由若干條單一水準路線相互連接而構成的網狀圖形。
（2）獨立水準網 如（b），從一個已知高程的水準點BMA出發，由若干條單一水準路線相互連接而構成的網狀圖形。
在水準網中，至少連接三條水準路線的水準點稱為結點。
三）普通水準測量
普通水準測量常用於一般工程的高程測量和地形圖測繪的圖根控制點高程測量。
1．施測一般要求
普通水準測量採用DS3或DS10級水準儀，測量前應對儀器進行檢驗，採用中絲讀數法單程觀測，施測中各項限差應滿足相應測量規範的各項要求。
2．觀測、記錄和計算
3.普通水準測量的檢核
1）計算檢核
HB－HA＝∑h＝∑a－∑b
（2）測站檢核
兩次儀器高法
在同一測站上用兩次不同的儀器高度（儀器高度差在10cm以上），測得兩次高差進行比較，若兩次高差之差不超過容許值（普通水準測量容許值為6 mm），則取平均值作為該測站觀測高差，否則，必須重測。
雙面尺法
保持儀器高度不變，用雙面尺的黑、紅面兩次測量高差進行比較，若兩次高差之差不超過容許值，則取平均值作為該測站觀測高差，否則，必須重測。
四、水準路線的計算
一）附合水準路線的計算
1．高差閉合差的計算
在水準測量中，由於測量誤差的影響，使水準路線的實測高差值與應有高差值不相等，其差值稱為高差閉合差，用 fh 表示。
fh＝Σh測－Σh理＝Σh測－（H終－H始）
一）附合水準路線的計算
2．高差閉合差的調整
當 fh≤fh 容 時，即可進行高差閉合差的調整。
消除閉合差的原則是：將 fh 反號，按與各測段的路線長度或測站數成正比地改正各段觀測高差。
高差改正數的計算檢核：
一）附合水準路線的計算
3．待求點高程的計算
根據各段改正後的高差和起始點的高程，分別求得各待求點的高程。
例2-1 下圖為某附合水準路線，各測段的路線長、實測高差和起點高程如圖所示，該附合水準路線的計算結果列於下表中。
二）閉合水準路線的計算
高差閉合差按下式計算:
fh＝Σh測
例2-2 下圖為某閉合水準路線，各測段的路線長、實測高差和起點高程均注於圖中，該閉合水準路線的計算結果列於表中。
三）支水準路線的計算
設A點為已知點，高程為68.200m，
從A點測到B點，高差為+4.385m，
若再從B點測到A點，高差為－4.373m，
此時B點高程的計算方法如下：
高差閉合差：fh＝h往+h返＝+4.385－4.373＝+0.012m
高差閉合差允許值為：
f h＜ fh 容，說明觀測結果符合精度要求。
則B點的高程為：HB＝HA+ hAB ＝68.200+4.379＝72.579 m。
微傾式水準儀的檢驗與校正
1.微傾式水準儀應滿足的幾何條件
主要軸線有：圓水準軸L′L′；管水準軸LL；視準軸CC；縱軸（豎軸）VV
根據水準測量的原理，水準儀應滿足的主要條件是LL∥CC。
兩個次要條件：
①L′L′∥VV；
②十字絲中絲⊥VV。
2.微傾式水準儀的檢驗與校正
(1)圓水準軸平行於儀器豎軸的檢驗與校正
①目的 通過檢校，可使儀器圓水準氣泡居中時，儀器豎軸基本豎直。
②檢校方法
一、微傾式水準儀的檢驗與校正
(2)十字絲中絲垂直於儀器豎軸的檢驗與校正
①目的 通過檢校使十字絲中絲垂直於儀器豎軸，當豎軸豎直時，中橫絲 處於水平位置，即用中橫絲任何位置在水準尺上截得的讀數都是相同的。
②檢校方法
2.微傾式水準儀的檢驗與校正
(3)水準管軸平行於視準軸的檢驗與校正
① 目的
使水準管軸平行於視準軸，當水準管氣泡居中時，視準軸處於水平位置，即獲得一條水平視線。
視準軸和水準管軸在豎直面上投影是否平行的檢驗，稱為i 角檢驗，是水準儀檢校的重點。
在水平面上投影是否平行的檢驗，稱為交叉誤差檢驗。
② 檢驗方法
當儀器安置在中點時，
hAB＝（a1－x）－（b1－x）＝a1－b1
無論儀器是否存在i角，在中點上測得的高差始終是正確的。
將水準儀搬至距B點（或A點）2m～3m處，精平後分別讀取A點和B點上水準尺的讀數a2和b2，則
hAB′＝a2－b2
△h＝hAB′－hAB
i 角的計算公式為：
對於DS3水準儀，一般要求 i 角不得大於20″。
(3)水準管軸平行於視準軸的檢驗與校正
③ 校正方法
儀器靠近B點處，根據b2和hAB計算出A尺上的正確讀數為：
a2′＝b2+hAB
校正時，保持水準儀位置不動，轉動微傾螺旋，使A尺上的讀數對準正確讀數a2′，此時視準軸處於水平位置，水準管軸傾斜。用校正針稍松水準管一端的左、右兩個校正螺絲，再拔動上下兩個校正螺絲，直到水準管氣泡居中。
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